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 專輯導覽

     

計量(Metrology)是一門研究量測的科學,主要任務在於建立與維持標準的一致性、齊一性及等同性。20世紀末國家計量標準透過相互承認之思維儼然而生,國際間為表達對「一次校正,通行全球」概念之認同,各國透過簽署相互認可協議(International Committee for Weights and Measures Mutual Recognition Arrangement; CIPM MRA)的方式來進行國家計量標準相互承認。而我國國家計量組織(National Metrology Institute; NMI)包含國家度量衡標準實驗室(National Measurement Laboratory; NML)、國家游離輻射標準實驗室(National Radiation Standard Laboratory; NRSL)及國家時間與頻率標準實驗室(National Time and Frequency Standard Laboratory; NTFSL),分別委託工業技術研究院量測技術發展中心、中華電信研究院所及行政院原子能委員會核能研究所等3個機構辦理,肩負我國長度、質量、時間等17個專業領域計量標準的建立、維持與傳遞。

一方面為確保NMI的運作品質,一方面積極簽署CIPM MRA,國家度量衡標準實驗室自民國89年開始申請ISO/IEC 17025校正實驗室認證,並經由當時之國內認證機構-中華民國實驗室認證體系(Chinese National Laboratory Accreditation; CNLA,全國認證基金會之前身)進行第三者同儕評鑑,並順利於民國89年10月15日獲得第一張ISO/IEC 17025校正實驗室認可證書;接續並進行CIPM MRA的登錄程序,歷經亞太計量組織(Asia Pacific Metrology Programme; APMP)區域審查、區域計量組織與BIPM聯合會議(Joint Committee of the Regional Metrology Organizations and the BIPM; JCRB)審查,終於在民國91年6月4日獲得通過,正式簽署CIPM MRA,自此我國NMI所簽發的校正報告可獲得全球94個國家/經濟體的承認。

為了落實高專業度與複雜度的實驗室運作體系,國內實驗室均奉ISO/IEC 17025為圭臬,結合管理要求與技術要求雙管齊下。取ISO/IEC 17025核心精神,實驗室應建立並維持適當之政策及相關程序,秉持持續改進之精神,運用品質政策、品質目標、內外部稽核結果、數據分析、矯正及預防措施、管理審查等管理機制,持續提升管理系統品質及實驗室技術能力,並維持管理系統運作之有效性。如此龐大的實驗室運作體系,都是為了健全國內的檢校體制。國內相關計量機構又是如何掌握計量品質的呢?在實務上,實驗室可透過習知的品管與統計工具,例如:實驗室運作產生之不符合的統計與分析、重複性之數據品質(量測不確定度)的掌握以及量測品保程序的建立(管制圖)等方式不斷地改善,進而達成改進的精神。

綜合以上論述,為使得國內相關計量機構能夠持續重視計量品質,本期專輯特邀請全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation; TAF)由認證機構的角度來看ISO/IEC 17025之認可實驗室執行現場評鑑後常見之不符合事項統計分析,探討實驗室管理運作常見缺失。實驗室可透過此分析,瞭解問題,進行根因分析,找尋適當的方法進行改正或改善。唯有不斷地學習與持續改進,才能讓實驗室運作愈來愈順暢。認證體制絕不是單靠認證機構單方面的要求便能夠成功的,還需有實驗室自我的體認與成長,才能增強顧客對於國內檢校體制的信心度,進而產生良善的循環。另一方面,TAF亦針對ISO/IEC 17025標準改版及未來發展進行說明,實驗室可藉此提早預應以持續符合ISO/IEC 17025運作。

量測不確定度表示方式指引(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement; GUM)自1993年由國際標準化組織(ISO)發行,歷經1995年修正與再印,2008年由ISO與IEC重新發行並編號為ISO/IEC Guide 98-3。國內自民國81年CNLA成立量測不確定度工作小組,民國87年由國家度量衡標準實驗室領頭導入量測不確定度表示法指引,民國89年CNLA開始要求所有認可實驗室採用ISO GUM來評估量測不確定度,推動至今已逾20年。隨著世界性計量組織與認證機構不斷地推廣下,校正¤測試實驗室已普遍對於不確定度評估有了基本的瞭解,也熟悉不確定度評估的基本公式。在實務上,為了能夠適當反應量測系統的隨機變異,往往需要進行多組量測以實際蒐集足夠的數據,來評估合理的重複性不確定度。然而,隨著量測系統與待校/測件的特性,實際蒐集而得的量測數據分布與型態未必相同,當各組間的量測平均值存在顯著差異時,若忽略組間變異,或是將重複性計算公式引用錯誤,而造成低估重複性不確定度的現象。故本專輯以簡單實例說明多組數據之重複性不確定度評估,以期實驗室能正確選擇適合的計算公式,得到合理的評估結果。

ISO/IEC 17025 5.9測試¤校正結果品質保證提及「實驗室應有品質管制程序,以監控試驗¤校正之有效性,監控作業應經過規劃與審查」。為滿足此要求,國內實驗室最為廣泛用以監控量測系統穩定性的統計工具便是管制圖。而目前實驗室大多採用統計製程管制(Statistical Process Control; SPC)中的clip_image002.png管制圖,用以做為中間查核的工具,可定期監控量測系統是否有特定趨勢進而提出預警,使得實驗室人員能夠採取矯正¤預防措施,以消除異常。其中,管制圖中的管制界限會影響監控的有效性,因此定期更新管制圖有其必要性。本專輯將針對管制圖更新時機與建立管制圖更新判定準則進行探討,同時以實際案例輔助說明如何利用統計檢定來做最後的決策,以協助實驗室人員更有效率的掌握各量測系統是否處於穩定狀態,而降低誤判的可能性。

然而,管制圖並非是計量品質的唯一解。因此,本專輯亦請中華電信研究院進行分享「國家時頻標準實驗室之頻率校正品保方案」,以不同領域來說明計量品質的管制方式。該文主要闡述振盪頻率是現代資訊電子設備的核心,時頻同步系統更是資通訊產業重要基礎建設。為因應近年來電子及資通訊產業之頻率追溯需求,實驗室將頻率校正服務的範圍,逐步由1 Hz至300 MHz提升到微波頻段的40 GHz。為滿足國內各界對時間與頻率校正之需求,提供社會大眾優良品質之時頻信號,量測品保方案不能少。國家時頻標準實驗室針對不同頻段的校正系統,以相似的概念規劃品保方案,主要的查核參數包括「標準信號的準確度」和「頻率校正系統的穩定性」。其中,標準信號準確度的維持,係以BIPM每月公布之Circular-T資料作為查核的依據;頻率的穩定性則是採用Allan Deviation (ADEV)計算(類似標準差之概念),但僅管制穩定性之上限,為求嚴格的管制,則採取兩倍值作為查核上限。透過長期量測評估,確認此品保方案確實可行。

計量品質雖然不是新興課題,但是發表的論文相對較少,各筆者因為工作性質的關係,較容易接觸到相關的議題,也較有機會向一些國內外的先進請益,特藉此等文章供讀者共饗,希望能收到拋磚引玉之效。

心動不如馬上行動! 

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 目錄介紹 

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專輯:計量品質工程
計量品質工程專輯前言 王品皓
由ISO/IEC 17025實驗室認證不符合事項統計分析談實驗室管理運作有效性 林宜臻
重複性量測不確定度評估實務 林秀璘
計量領域量測品保 ─ 管制圖之更新方法探討 林旂萱、洪辰昀、張明偉
國家時頻標準實驗室之頻率校正品保方案 林晃田、張博程、廖嘉旭
   

計量儀器與技術  
交流可編輯式約瑟夫森電壓標準執行電感式分壓器校正之量測技術 陳士芳、許俊明
100 GHz間距之光通訊用多波長光源產生技術 劉子安、莊宜蓁、丁維若、陳鑫封、程郁娟、許博爾、彭錦龍
國家度量衡標準實驗室之直流電阻標準量測技術 程郁娟、蕭仁鑑、許俊明
熱探針量測熱導率技術簡介 葉建志、柯心怡、徐瑋宏
精密熱源裝置技術簡介 蔡淑妃、張威政、王聖涵

國際單位制  
淺談計量(度量衡)單位(2) - 時間及速度、加速度的單位 陳兩興

計量動向 編輯室輯
穿戴式行動輔助外骨骼機器人法規管理現況
量測中心接軌國際 開拓新LED照明量測標準服務
CIE 2016照明研究新趨勢
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